一种双蓄热式热解油燃烧制气系统及方法与流程

本发明涉及固废资源化处理领域，特别是涉及双蓄热式热解油燃烧制气领域，尤其是关于一种双蓄热式热解油燃烧制气系统及方法。

背景技术：

生活垃圾热解气化技术能将生活垃圾在绝氧条件下热解成热解油、热解气和热解炭，打破了生活垃圾焚烧方式只能以热能方式利用的局限，实现了生活垃圾多元化利用，同时达到了国家所要求的三化“减量化、无害化、资源化”的要求。

然而，产物热解油的品质相对较低，成分复杂，含灰量稍高，这对热解油的后续处理带来了很大的难度，且处理费用高昂。这就需要为热解油的再利用寻找新的出路。

垃圾处理过程中需要运用蓄热式燃烧技术，通过放置在烧嘴中的蓄热体完成出炉烟气与入炉助燃空气的热交换，以达到提高炉窑热效率、节能减排的效果。蓄热体使用特殊的蜂窝状陶瓷材料制造，具有很大的换热面积和良好的传热性、耐热性，热效率高。蓄热式过滤材料具有储热和过滤双重作用，可以用于脏煤气净化，同时具有储存热量的作用。

热解油虽然品质相对于石油相差很大，但其热值依然相当高，能达到37MJ/kg左右。如果将这部分热解油作为蓄热式旋转床的燃料，通过燃烧放热供垃圾热解所需的能量，这就可以避免热解油在加工所带来的高昂费用，还可以为垃圾热解所需的能源找到了新的替代品，一举两得。

目前有一种生物质热解油直接雾化燃烧系统，生物质热解油首先热解油罐内存储，经过离心泵送至固液分离器内分离，另有电加热装置对固液分离器的液体管线进行加热，以维持其流动性。随后热解油进入燃烧室内的低压雾化喷头。这种系统一方面设备多、管线多且复杂，另一方面消耗电能加热热解油以维持其流动性。不仅增加设备本身投资，还消耗电能，造成资源浪费。

现在还有一种蓄热式辐射管旋转炉煤热解油气采集系统，改变了蓄热式转底炉热解原料煤时热解产生的油气采出炉膛的流向，将焦油采集装置沿旋转床环形方向分散布置，根据油气产生量的不同，分区、分段多通道快速导出，缩短焦油在炉膛内停留时间，减少焦油二次裂解，提高焦油产率。但是这种系统采用原料煤热解产生的焦油快速多通道导出的技术方案不适用于生活垃圾的处理中。原料煤的品质高，热解产生的焦油品质要比垃圾热解油的品质要好很多。所以垃圾热解油需要尽量提高其在炉膛内的停留时间，以使其尽量裂解为可燃气，提高热解气的产率而不是热解油的产率。

为了解决生活垃圾热解油品质低，后续处理难度大、费用高的问题，因此，有必要研制既能降低热解油后续处理的难度，又可降低设备投资的新的处理系统。

技术实现要素：

为了解决背景技术中生活垃圾热解处理系统热解油品质低，后续处理难度大、费用高的问题，本发明意在提出一种双蓄热式热解油燃烧制气系统及方法，能够降低热解油后续处理的难度，降低设备投资，并能为垃圾热解寻找到能源替代品。

本发明提出一种双蓄热式热解油燃烧制气系统，包括热解室、蓄热过滤装置、燃烧室、第一三通阀、第一四通阀、第二四通阀、空气入口；

所述热解室包括热解油气出口；

所述蓄热过滤装置包括第一蓄热过滤室、第二蓄热过滤室；所述第一蓄热过滤室包括第一热解油气入口、第一热解油出口、第一热解气出口；所述第二蓄热过滤室包括第二热解油气入口、第二热解油出口、第二热解气出口；

所述燃烧室用于对所述热解室加热；所述燃烧室包括第一气体出入口、第二气体出入口、第一热解油入口、第二热解油入口；

所述燃烧室第一气体出入口通过所述第一四通阀、第一三通阀、第二四通阀相连于所述第一蓄热过滤室的第一热解油气入口；所述燃烧室第二气体出入口通过所述第一四通阀、第一三通阀、第二四通阀相连于所述第二蓄热过滤室的第二热解油气入口；

所述燃烧室的第一热解油入口与所述第一蓄热过滤室的第一热解油出口相连；所述燃烧室的第二热解油入口与所述第二蓄热过滤室的第二热解油出口相连；

所述热解室的热解油气出口通过所述第二四通阀与所述第一蓄热过滤室的第一热解油气入口相连；所述热解室的热解油气出口通过所述第二四通阀与所述第二蓄热过滤室的第二热解油气入口相连；

所述空气入口通过所述第一四通阀与所述燃烧室第一气体出入口相连；所述空气入口通过所述第一四通阀与所述燃烧室第二气体出入口相连。

进一步地，还包括蓄热装置；

所述蓄热装置包括第一蓄热室、第二蓄热室；所述第一蓄热室包括第一端口、第二端口；所述第二蓄热室包括第三端口、第四端口；

所述空气入口通过所述第一四通阀与所述第一蓄热室的第二端口相连，所述空气入口通过所述第一四通阀与所述第二蓄热室的第四端口相连；

所述第一蓄热室的第一端口与所述燃烧室的第一气体出入口相连；所述第二蓄热室的第三端口与所述燃烧室的第二气体出入口相连；

所述第一蓄热室的第二端口通过所述第一四通阀、所述第一三通阀、所述第二四通阀相连于所述第二蓄热过滤室的第二热解油气入口；所述第二蓄热室的第四端口通过所述第一四通阀、所述第一三通阀、所述第二四通阀相连于所述第一蓄热过滤室的第一热解油气入口。

进一步地，还包括烟囱，所述烟囱与所述第一三通阀的一端相连，用于排出所述燃烧室内燃烧产生的部分烟气。

进一步地，包括第二三通阀、第三三通阀、第一热解气排出口、第二热解气排出口；

所述第一热解油出口与所述第一热解气出口为同一第一热解油气出口；

所述第二三通阀包括三个端口，分别与所述热解油气出口、所述第一热解气排出口、所述燃烧室的第一热解油入口相连；

所述第二热解油出口与所述第二热解气出口为同一第二热解油气出口；

所述第三三通阀包括三个端口，分别与所述第二热解油气出口、所述第二热解气排出口、所述燃烧室的第二热解油入口相连。

进一步地，所述蓄热过滤装置由起到过滤蓄热作用的材料制成。

进一步地，所述蓄热过滤装置材料为陶瓷蜂窝体。

本发明还提出一种双蓄热式热解油燃烧制气系统制气的方法，包括下列步骤：

A、启动热解炉

将空气引入燃烧室，将常规燃料引入燃烧室，使常规燃料在燃烧室中燃烧，启动热解炉热解。

B、运用热解油燃烧加热热解

将热解产生的热解油气引入第一蓄热过滤室；

使热解油气在第一蓄热过滤室中过滤分离；

收集过滤得到的热解气；

将部分燃烧烟气引入第一蓄热过滤室，用于吹动热解油；

将过滤得到的热解油引入燃烧室燃烧，热解炉继续热解；

将热解产生的热解油气引入第二蓄热过滤室；

使热解油气在第二蓄热过滤室中过滤分离；

收集过滤得到的热解气；

将部分燃烧烟气引入第二蓄热过滤室，用于吹动热解油；

将过滤得到的热解油引入燃烧室燃烧，热解炉继续热解；

C、重复上述运用热解油燃烧加热热解过程，并收集热解气。

进一步地，还包括下列步骤：

将空气通过第一蓄热室引入燃烧室；

使燃烧产生的烟气通过第二蓄热室；

使第二蓄热室的蓄热材料吸收烟气的热量；

将部分经过热交换的烟气引入第一蓄热过滤室，用于吹动热解油；

将空气引入第二蓄热室，使之吸热升温；

将升温后的空气引入燃烧室；

使燃烧产生的烟气通过第一蓄热室；

使第一蓄热室的蓄热材料吸收烟气的热量；

将部分经过热交换的烟气引入第二蓄热过滤室，用于吹动热解油；

重复上述过程，将升温后空气用于燃烧。

应用本发明，为低品位热解油寻找到了新的出路，可实现如下有益效果：

(1)有效地对高温产物进行余热回收，为垃圾热解的燃料找到了替代品。

(2)对热解气进行净化，减轻了后续净化装置负荷。

(3)通过燃烧烟气吹扫蓄热过滤装置内的热解油，进而送至燃烧室燃烧，可降低外界补充能源，从而降低运行成本。

附图说明

图1是本发明实施例的一种双蓄热式热解油燃烧制气系统阀门开关一个状态示意图；

图2是本发明实施例的一种双蓄热式热解油燃烧制气系统阀门开关另一状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图具体说明本发明的实施方式。

如图1所示，是本发明的一种双蓄热式热解油燃烧制气系统(以下简称：系统)实施例，该系统基于蓄热燃烧室基础上，联合垃圾热裂解制气，然后垃圾热裂解成可燃气，同时除去焦油的制气工艺。该系统包括：两个蓄热室F-1、F-2，两个蓄热过滤室E-1、E-2，一个燃烧室C，一个垃圾裂解室D，四通阀A和三通阀B以及配套管件，如三通阀A-1、B-1、B-2等。蓄热室F-1和F-2用于蓄热加热空气，E-1和E-2蓄热过滤室用于过滤热解油气。本发明所采用的蓄热过滤室内的材料为陶瓷蜂窝体，该材料的主要作用是过滤热解油的同时达到蓄热的作用，因此，只要是起到过滤蓄热作用的材料或者装置均属于该专利范围之内。

双蓄热式热解油燃烧制气系统运行时阀门开关状态如图1所示，双蓄热式热解油燃烧制气系统先启动热解炉：将空气引入燃烧室C内，将常规燃料引入燃烧室C内，使常规燃料在燃烧室中燃烧，启动热解炉热解。热解炉启动后，空气1首先经四通阀A和蓄热室F-2进入燃烧室C内，此过程中空气1吸收蓄热室F-2内的热量与来自E-2的热解油共同进入燃烧室C内燃烧。燃烧放出的热量供给垃圾G热解。燃烧产生的高温烟气经过蓄热体F-1后，通过四通阀A，然后在三通阀A-1处分流，一部分烟气流向烟囱4，另一部分烟气经过流向四通阀B，并吹动E-2内热解油经过三通阀B-2进入燃烧室C内燃烧。热解油气由热解室D导出，经过四通阀B和蓄热过滤室E-1后，通过三通阀B-1后，热解气在出口2排出，而热解油则被过滤在蓄热过滤室E-1内。

双蓄热式热解油燃烧制气系统经过上述流程50～60s后，四通阀A、四通阀B、三通阀B-1、三通阀B-2同时换向，双蓄热式热解油燃烧制气系统开始反向循环，此时系统运行时阀门开关状态如图2所示。空气1首先经四通阀A和蓄热室F-1进入燃烧室C内，此过程中空气1吸收蓄热室F-1内的热量与来自E-1的热解油共同进入燃烧室C内燃烧。燃烧放出的热量供给垃圾G热解。燃烧产生的高温烟气经过蓄热体F-2后，通过四通阀A，然后在三通阀A-1处分流，一部分烟气流向烟囱4，另一部分烟气经过流向四通阀B，并吹动E-1内热解油经过三通阀B-1进入燃烧室C内燃烧。热解油气由热解室D导出，经过四通阀B和蓄热过滤室E-2后，通过三通阀B-2后，热解气在出口3排出，而热解油则被过滤在蓄热过滤室E-2内。至此，双蓄热式热解油燃烧制气系统完成一个循环。

实施例1：采用混合生活垃圾作为原料进行热解

实施本发明提出的垃圾制气系统以生活垃圾为原料进行实施方案详述：

热解制气系统包括两个蓄热室F-1和F-2、两个蓄热过滤室E-1和E-2，一个燃烧室C、一个垃圾裂解室D、两个四通阀A和B以及配套管件，如三通阀A-1、B-1、B-2等。垃圾首先被进料系统放置在热解室D内，当系统内的四通阀开关状态如图1所示时，外界空气1经四通阀A和蓄热室F-2后预热空气温度可达750℃，经过预热的空气与来自E-2的混有垃圾热解油的燃料共同进入燃烧室C内燃烧，燃烧温度在950℃左右。垃圾热解油和经过蓄热室吸收热量后的高温空气在燃烧室C内混合，燃烧放出的热量供给垃圾G热解并产生热解气、热解油和热解炭。产生的热解气由热解室D顶部导出，并经过四通阀B和蓄热过滤室E-1后，从热解气出口2排出(此时三通阀B-1连通E-1和出气口2，关闭与燃烧室C的连接)。在此过程中，垃圾热解油气混合物经过蓄热过滤室E-1时，热解油被过滤存储在E-1处，热解气则在此处排出。

在燃烧室内燃烧后的高温烟气经过蓄热室F-1(把热量传给蓄热载体)、四通阀A和三通阀A-1后，一部分烟气排空，另一部分经过四通阀B输送至蓄热过滤室E-2，将过滤在此处的热解油经过三通阀B-2(此时三通阀B-2连通E-1和燃烧室C，关闭与出气口3的连接)输送至燃烧室C内与空气1混合燃烧放热。

完成上述过程后，四通阀开关状态由图1切换至图2状态。外界空气1首先经四通阀A和蓄热室F-1进入燃烧室C内，此过程中空气1吸收蓄热室F-1内的热量，同时空气1与来自E-1的混有垃圾热解油的燃料共同进入燃烧室C内燃烧。燃烧放出的热量供给垃圾G热解并产生可燃气、热解油以及热解炭。热解气由热解室D导出，经过四通阀B和蓄热过滤室E-2后，从热解气出口3排出(此时三通阀B-2连通E-2和出气口3，关闭与燃烧室C的连接)。在燃烧室内燃烧后的高温烟气经过蓄热室F-1(把热量传给蓄热载体)、四通阀A和三通阀A-1后，一部分经过后排空，另一部分经过四通阀B输送至蓄热过滤室E-1，将过滤在此处的热解油经过三通阀B-1(此时三通阀B-1联通E-2和燃烧室C，关闭与出气口2的连接)输送至燃烧室C内与空气1混合燃烧放热。至此，系统完成一个循环。

实施例2：采用塑料作为原料进行热解

实施本发明提出的垃圾制气系统以塑料为原料进行实施方案详述：热解制气系统包括两个蓄热室F-1和F-2、两个蓄热过滤室E-1和E-2，一个燃烧室C、一个垃圾裂解室D、两个四通阀A和B以及配套管件，如三通阀A-1、B-1、B-2等。当系统内的四通阀开关状态如图1所示时，外界空气1经四通阀A和蓄热室F-2后预热空气温度可达750℃，经过预热的空气与来自E-2的混有塑料热解油的燃料共同进入燃烧室C内燃烧，燃烧温度在950℃左右。塑料热解油和经过蓄热室吸收热量后的高温空气混合，燃烧放出的热量供给塑料G热解并产生热解气、热解油以及热解炭。产生的热解气由热解室D顶部导出，并经过四通阀B和蓄热过滤室E-1后，从热解气出口2排出(此时三通阀B-1联通E-1和出气口2，关闭与燃烧室C的连接)。在此过程中，塑料热解油气混合物经过蓄热过滤室E-1时，热解油被过滤存储在E-1处，热解气则在此处净化后排出。

在燃烧室内燃烧后的高温烟气经过蓄热室F-1(把热量传给蓄热载体)、四通阀A和三通阀A-1后，一部分经过后排空，另一部分经过四通阀B输送至蓄热过滤室E-2，将过滤在此处的热解油经过三通阀B-2(此时三通阀B-2联通E-1和燃烧室C，关闭与出气口3的连接)输送至燃烧室C内与空气1混合燃烧放热。

完成上述过程后，四通阀开关状态由图1切换至图2状态。外界空气1首先经四通阀A和蓄热室F-1进入燃烧室C内，此过程中空气1吸收蓄热室F-1内的热量，同时空气1与来自E-1的混有热解油的燃料共同进入燃烧室C内燃烧。燃烧放出的热量供给塑料G热解并产生可燃气、热解油以及热解炭。热解气由热解室D导出，经过四通阀B和蓄热过滤室E-2后，从热解气出口3排出(此时三通阀B-2联通E-2和出气口3，关闭联通燃烧室C)。在燃烧室内燃烧后的高温烟气经过蓄热室F-1(把热量传给蓄热载体)、四通阀A和三通阀A-1后，一部分烟气排空，另一部分经过四通阀B输送至蓄热过滤室E-1，将过滤在此处的热解油经过三通阀B-1(此时三通阀B-1联通E-2和燃烧室C，关闭与出气口2的连接)输送至燃烧室C内与空气1混合燃烧放热。至此，系统完成一个循环。

需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本发明而非限制本发明的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的范围之内。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。